Справочная книга по светотехнике

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И СВЕТОВАЯ СИСТЕМЫ ВЕЛИЧИН

Световой поток — мощность световой энергии, эф­фективная величина, измеряемая в люменах:

Ф = (JQ/dt. (1.6)

Единица светового потока — люмен (лм); 1 лм со­ответствует световому потоку, излучаемому в единич­ном телесном угле точечным изотропным источником с силой света 1 кандела (определение капделы будет дапо ниже).

Монохроматический световой поток

Ф(А. dk) = Кт. м Фе,(Л, dk)Vx = 683Фе,(А, dk)Vx.

Световой поток сложного излучения: с линейчатым спекіром

Ф=683£Ф,(Л„ dk)VXh

/-і

со сплошным спектром

780

Ф =683

380

где п — число линий в спектре; Ф<>Д,(А.) — функция спектральной плотности потока излучения.

Сшш изучения (энергетическая сила света) 1е(х^ — пространственная плотность потока излучения, чис­ленно равная отношению потока излучения с1Фе к те­лесному углу t/£2, в пределах которого поток распро­страняется и равномерно распределяется:

>еа v=d<be/dQ. (1.7)

Сила излучения определяет пространственную плотность излучения точечного источника, располо­женного в вершине телесного угла (рис. 1.3). За на­правление 1еф принимают ось телесного угла dLl. ори­ентированную углами а и Р в продольной и поперечной плоскостях. Единица силы излучения Вт/ср названия не имеет.

Распределение в пространстве потока излучения то­чечного источника однозначно определяется его фото­метрическим телом — частью пространства, оіраничен - ного поверхностью, проведенной через концы радиу­сов-векторов силы излучения. Сечение фотометриче­ского гела плоскостью, проходящей через начало коор­динат и точечный источник, определяет кривую силы света (КСС) источника для данной плоскости сечения. Если фотометрическое тело имеет ось симметрии, ис­точник излучения характеризуют КСС в продольной плоскости (рис. 1.4).

Поток излучения точечного круглосиммегричного источника излучения

«л

Ф? = jle(a)dLi = 2л J le(a) sin ada,

Мі а і

где Дй — зональный телесный угол, в пределах которо­го распространяется излучение источника; определяет­ся в продольной плоскости углами «| и а„.

Сила света точечного источника — пространствен­ная плотность светового потока

laf,=dФ/dQ. (1.8)

Кандела (кд) — единица силы света (одна из основ­ных единиц системы СИ). Кандела равна силе света, испускаемого в перпендикулярном направлении с пло­щади в 1/600000 м2 черного тела при температуре за­твердевания платины Т = 2045 К и давлении 101325 Па.

Световой поток ИС определяется по КСС, если фо­тометрическое тело имеет ось симметрии. Если КСС / (а) задана графиком или таблицей, расчет светового потока источника определяется выражением

Ф=£/шдц-,+і,

1=1

где /ш — срслнсс значение силы света в зональном те­лесном угле; Дй, (+| = 2n(cos а, - cos а,_|) (см. табл. 1.1).

Энергетическая светимость (излучателыюсть) — от­ношение потока излучения, исходящего из рассматри­ваемого малого участка поверхности, к площади лого участка:

М е = (1Фе / dA; Месх>=Фе/А, (1.9)

где d$>e и Ф(. - потоки излучения, испускаемые участ­ком поверхности dA или поверхностью А.

Единица измерения энергетической светимости (Вт/м2) — поток ипучения. испускаемый с 1 м2 по­верхности; эта единица названия не имеет.

Светимость — отношение светового потока, исхо­дящего от рассматриваемого малого участка поверхно­сти, к плошали этого участка:

М = </Ф / dA; Мср=Ф/Л. (1.10)

где ёФ и Ф — световые потоки, испускаемые участком поверхности dA или поверхностью А. Светимость изме­ряется в лм/м2 — это световой поток, испускаемый с 1 м2.

Энергетическая освещенность (облученность) — пло тность лучистого потока но облучаемой поверхности Ее=(1Фе/с1А; Ееср=Фе/А, (1.11)

где Ее, Еср — соответственно облученность участка по­верхности dA и средняя облученность поверхности А.

За единицу измерения облученности. Вг/м2. прини­мают такую облученность, при которой 1 Вт лучистого потока падает и равномерно распределяется по поверх­ности в 1 м2; эта единица названия не имеет.

Освещенность — плотность светового потока по ос­вещаемой поверхности

dF.=d<>/dA Еср - Ф/Л, (1.12)

где dE и Еср — освещенность участка поверхности dA и средняя освещенность поверхности А.

За единицу освещенности принят люкс (лк). Осве­щенность в 1 лк имеет поверхность, па 1 м2 которой падает и равномерно по ней распределяется световой поток в 1 лм.

Энергетическая яркость тела или участка его по­верхности в направлении а — отношение силы излуче­ния в нанраштснии а к проекции излучающей поверх­ности на плоскость, перпендикулярную этому направ­лению (рис. 1.5):

~ dIщх / (dA cos сс), ~ ^ей. ^' (1-13)

где Leu и Lcр — энергетические яркости участка по­верхности dA и поверхности А в направлении а, проек­ции которых на плоскость, перпендикулярную этому направлению, соответственно равны dAcosa и a; dleu и 1еа — соответственно силы излучения, испускаемые dA и А в направлении а.

За единицу энергетической яркости принята энер­гетическая яркость плоской поверхности В 1 М“. имею­щей в перпендикулярном направлении силу излучения 1 Вг/ср. Эта единица (Вт/срм2) названия не имеет.

Яркость в направлении а тела или участка его по­верхности равна отношению силы света в этом направ­лении к проекции поверхности:

La = dIa/(dAcosa); /.аср = /а/а, (1.14)

где /и и Lacр — яркости участка поверхности dA и по­верхности А в направлении а. проекции которых па плоскость, перпендикулярную этому направлению, со­ответственно равны dA cos а и а; dla. 1а — соответст­венно силы света, испускаемые поверхностями dA, и А в направлении а.

За единицу измерения яркости (кд/м2) принята яр­кость такой плоской поверхности, которая в перпенди­кулярном направлении излучает силу света в 1 кд с площади в 1 м.

Эквивалентная яркость. В условиях сумеречного зре­ния относительная спектральная световая эффектив­ность органа зрения зависит от уровня адаптации У(Х, /.) и занимает промежуточное положение между К(А) и У'(Х), показанными на рис. 1.2. В этих условиях ихіу - чения различного спектрального состава, одинаковые по яркости для дневного зрения, будуг для глаза разно­яркими (эффект Пуркинс). например, голубое будет ярче красного. В области сумеречного зрения исполь­зуется понятие эквивалентной яркости.

Можно выбрать излучение определенного спек­трального состава, для которого яркость па всех уров­нях принимается пропорциональной мощности излуче­ния. А. А. Гершун |1] предложил в качестве такого ихчу - чения. названного опорным, использовать излучение черного тела при температуре затвердевания платины. Ихіучепие иного спектрального состава, равно-светлое с опорным, будет иметь одинаковую с ним эквивалент­ную яркость, хотя стандартные яркости излучений бу­дут различными. Эквивалентная яркость позволяет сравнивать различные излучения по их световому дей­ствию даже в условиях неопределенности функции от­носительной спектральной чувствительности.